Cera de parafina

Vela de parafina

Parafina (ou cera de petróleo) é um sólido macio e incolor derivado de petróleo, carvão ou xisto betuminoso que consiste em uma mistura de moléculas de hidrocarbonetos contendo entre 20 e 40 átomos de carbono. É sólido à temperatura ambiente e começa a derreter acima de aproximadamente 37 °C (99 °F), e seu ponto de ebulição está acima de 370 °C (698 °F). Aplicações comuns para cera de parafina incluem lubrificação, isolamento elétrico e velas; cera de parafina tingida pode ser transformada em giz de cera. É diferente do querosene e de outros produtos petrolíferos que às vezes são chamados de parafina.

Velas de parafina não tingidas e sem perfume são inodoras e branco-azuladas. A cera de parafina foi criada pela primeira vez por Carl Reichenbach na Alemanha em 1830 e marcou um grande avanço na tecnologia de fabricação de velas, pois queimava de forma mais limpa e confiável do que as velas de sebo e era mais barata de produzir.

Em química, parafina é usada como sinônimo de alcano, indicando hidrocarbonetos com a fórmula geral C_nH _2n+2. O nome é derivado do latim parum ("muito pouco") + affinis, que significa "falta de afinidade" ou "sem reatividade", referindo-se à natureza não reativa da parafina.

Propriedades

A cera de parafina é encontrada principalmente como um sólido ceroso branco, inodoro, insípido, com um ponto de fusão típico entre cerca de 46 e 68 °C (115 e 154 °F) e uma densidade de cerca de 900 kg/m³. É insolúvel em água, mas solúvel em éter, benzeno e certos ésteres. A parafina não é afetada pela maioria dos reagentes químicos comuns, mas queima facilmente. Seu calor de combustão é de 42 MJ/kg.

O hidrocarboneto C31H64 é um componente típico da cera de parafina.

A cera de parafina é um excelente isolante elétrico, com resistividade entre 10¹³ e 10¹⁷ ohm metro. Isso é melhor do que quase todos os outros materiais, exceto alguns plásticos (principalmente Teflon). É um moderador de nêutrons eficaz e foi usado nos experimentos de James Chadwick em 1932 para identificar o nêutron.

A cera de parafina é um excelente material para armazenar calor, com uma capacidade de calor específico de 2,14–2,9 J g⁻¹ K⁻¹ (joules por grama kelvin) e um calor de fusão de 200–220 J g⁻¹. O resfriamento de mudança de fase de cera de parafina juntamente com radiadores retráteis foi usado para resfriar os componentes eletrônicos do Lunar Roving Vehicle durante as missões tripuladas à Lua no início dos anos 1970. A cera expande-se consideravelmente quando fundida e isso permite seu uso em termostatos de elemento de cera para fins industriais, domésticos e, principalmente, automotivos.

Se a cera de parrafina pura derreter até o ponto de fulgor aproximado em um recipiente de vidro semi-aberto, que é subitamente resfriado, seus vapores podem se auto-inflamar como resultado de atingir a pressão do líquido em ebulição.

História

A cera de parafina foi criada pela primeira vez em 1830 pelo químico alemão Karl von Reichenbach quando ele tentou desenvolver um método para separar e refinar com eficiência substâncias cerosas que ocorrem naturalmente no petróleo. A parafina representou um grande avanço na indústria de fabricação de velas, porque queimava de forma limpa e era mais barata de fabricar do que outros combustíveis para velas. A cera de parafina inicialmente sofria de um baixo ponto de fusão. Isso foi remediado pela adição de ácido esteárico. A produção de cera de parafina teve um boom no início do século 20 devido ao crescimento das indústrias de petróleo e frigoríficos, que criaram parafina e ácido esteárico como subprodutos.

Fabricação

A matéria-prima da parafina é a parafina bruta, que é uma mistura de óleo e cera, subproduto do refino do óleo lubrificante.

O primeiro passo para fazer cera de parafina é remover o óleo (remoção de óleo ou desparafinação) da parafina bruta. O óleo é separado por cristalização. Mais comumente, a parafina bruta é aquecida, misturada com um ou mais solventes, como uma cetona, e depois resfriada. À medida que esfria, a cera cristaliza na solução, deixando apenas o óleo. Esta mistura é filtrada em duas correntes: sólida (cera mais algum solvente) e líquida (óleo e solvente). Depois que o solvente é recuperado por destilação, os produtos resultantes são chamados de "cera de produto" (ou "cera de pressão") e "óleo para os pés". Quanto menor a porcentagem de óleo na cera, mais refinada ela é considerada (semi-refinada versus totalmente refinada). A cera do produto pode ser processada posteriormente para remover cores e odores. A cera pode finalmente ser misturada para dar certas propriedades desejadas, como ponto de fusão e penetração. A cera de parafina é vendida na forma líquida ou sólida.

Aplicativos

Em aplicações industriais, muitas vezes é útil modificar as propriedades cristalinas da cera de parafina, geralmente adicionando ramificações à cadeia principal de carbono existente. A modificação geralmente é feita com aditivos, como copolímeros de EVA, cera microcristalina ou formas de polietileno. As propriedades ramificadas resultam em uma parafina modificada com maior viscosidade, estrutura cristalina menor e propriedades funcionais modificadas. A cera de parafina pura raramente é utilizada para esculpir modelos originais de fundição de metais e outros materiais no processo de cera perdida, pois é relativamente quebradiça à temperatura ambiente e apresenta riscos de lascar e quebrar quando trabalhada. Ceras macias e flexíveis, como cera de abelha, podem ser preferidas para tal escultura, mas "ceras de fundição de investimento," geralmente à base de parafina, são expressamente formulados para esse fim.

Em um laboratório de histologia ou patologia, a cera de parafina é usada para impregnar o tecido antes do corte de amostras finas. A água é removida do tecido por meio de concentração crescente de álcool (75% até o absoluto) e o tecido é limpo em um solvente orgânico, como o xileno. O tecido é então colocado em parafina por várias horas, depois colocado em um molde com cera para esfriar e solidificar. As seções são então cortadas em um micrótomo.

Outros usos

• Fabricação de velas
• Escultura de cera
• Lubrificação da cadeia de bicicleta
• Revestimentos para papel de cera ou algodão de cera
• Cera de parafina de qualidade alimentar:
  • Revestimento brilhante usado na fabricação de doces; embora comestível, é nondigestible, passando pelo corpo sem ser quebrado
  • Revestimento para muitos tipos de queijo duro, como o queijo Edam
  • Selante para frascos, latas e garrafas
  • Aditivo de goma de mascar
• Fundição de investimento
• Anti-caking agente, repelente de umidade e revestimentos de proteção contra poeira para fertilizantes
• Agente para preparação de espécimes para histologia
• Lubrificante de bala – com outros ingredientes, como azeite e cera de abelha
• Agente de Phlegmatizing, comumente usado para estabilizar/dessensitar explosivos elevados, como RDX
• Crayons
• Propulsor sólido para motores híbridos de foguetes
• Componente de cera de surfboard, cera de esqui e cera de skate
• Tinta. Usado como base para tinta sólida diferentes blocos de cor de cera para impressoras térmicas. A cera é derretida e depois pulverizada no papel produzindo imagens com uma superfície brilhante
• Microwax: aditivo alimentar, agente de vidro com número E E905
• Investigações forenses: o teste de nitrato usa cera de parafina para detectar nitratos e nitritos na mão de um suspeito de tiro
• Agentes antiozonantes: misturas de parafina e micro ceras são usadas em compostos de borracha para evitar rachaduras da borracha; a mistura de cera migra para a superfície do produto e forma uma camada protetora. A camada também pode atuar como um agente de liberação, ajudando o produto a separar-se de seu molde.
• Termóstatos e atuadores mecânicos, como meio de expansão para ativar tais dispositivos
• Como um material de potting para encapsular componentes eletrônicos, como captadores de guitarra, transformadores e indutores, para evitar a entrada de umidade e reduzir o ruído acústico induzido eletromagneticamente e efeitos microfônicos
• Processos de fabricação têxtil, como o usado para fio Eisengarn.
• Agente espessante em muitos paintballs
• Moisturiser em produtos de higiene pessoal e cosméticos, como Vaseline.
• Previne a oxidação na superfície de aço polido e ferro
• Material de mudança de fase para armazenamento de energia térmica
  • Usado pela MESSENGER (Mercury spacecraft), quando a sonda não foi capaz de irradiar calor excessivo.
• Fabricação de armaduras de couro fervido e livros
• Proteção contra radiação de neutrões
• Banhos de cera para terapias ocupacionais e físicas e tratamentos cosméticos
  • Parafina é eficaz no tratamento da osteoporose das articulações da mão. O tratamento consiste na terapia de banho de parafina com molho por 15 minutos até que o parafina esfriou por cinco dias por semanas. O uso do banho de cera de parafina tem sido mostrado para diminuir a dor em repouso e durante ADLs em comparação com grupos que não receberam terapia de cera.
  • As melhorias na força de aderência e na força de pinch foram encontradas em pacientes com Síndrome do Túnel de Carpel, Osteoartrite, espasticidade e rigidez pós-traumático para aqueles que usaram terapia de banho de parafina junto com a terapia física tradicional em sua recuperação. Descobriu-se que os pacientes que usaram terapia de banho de parafina produziram escores mais baixos de VAS e AUSCAN (escores de pintura) em comparação com aqueles que não.
• Usado para acabamento em madeira
• Usado como combustível para respirar fogo
• Usado em Lâmpadas de Lava

Segurança ocupacional

As pessoas podem ser expostas à parafina no local de trabalho por inalação, contato com a pele e contato com os olhos. O National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) para exposição a fumaça de cera de parafina de 2 mg/m³ durante um dia de trabalho de 8 horas.